專利名稱：光反射式移動手語識別系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種手語識別系統，尤其是一種光反射式移動手語識別系統，適用于聾啞人之間的交流。屬于語音交流器械技術領域。
背景技術：
手語是一種通過手的運動表達意思的身體運動語言，主要用在聾啞人之間的交流。據統計，中國目前患聽力語言障礙的聾啞人約MOO萬，他們之間以及他們與正常人之間的交流主要通過中國手語進行。早在20世紀50年代后期，我國政府為關心聾 人，促進他們之間的交流，就開始了中國聾 人手語的規(guī)范工作。手語識別的目的就是將聾啞人手語自動翻譯成自然語言文本，并由計算機良好的界面顯示出來。手語識別不僅有助于聾啞人使用各種信息，還可以幫助他們參加各項社會活動。國內外的研究人員一直積極地開展手語識別的研究，并開發(fā)出多種手語識別系統。通過攝像設備跟蹤手的運動，經圖像處理和特定識別算法可以識別手勢動作的含義。該方法雖只需計算機和攝像設備，但圖像處理和識別算法十分復雜，難以有效識別相似手勢，也難以實現低成本的便攜式系統。通過數據手套和位置跟蹤器也可識別手勢在空間的運動軌跡和時序信息，國外市場上的數據手套包括5DT Data Glove, CyberGlove, VPL Glove等，國內有中科院研制的 CAS-GL0VE數據手套等。這些數據手套，雖然能提供高精度和高可靠性，能夠較好地測量手的自由度，操作自然，容易獲取如手指關節(jié)角度和位置信息等手語特征。但存在價格昂貴、 結構復雜，難以在普通消費者中推廣使用。如何提供一種低成本便攜式手語識別產品及其使用方法是本領域研究的目標。
發(fā)明內容本實用新型的目的，是為了解決現有技術的數據手套存在價格昂貴、結構復雜的問題，提供一種成本低、高性能、人性化，能夠有效提高識別質量的光反射式移動手語識別系統。本實用新型的可以通過以下技術方案達到光反射式移動手語識別系統，其結構特點是包括手指彎曲數據手套、帶A/D的 ARM7微處理器和語音合成輸出模塊；手指彎曲數據手套由指環(huán)、光電傳感器、供電導線和測量導線組成；光電傳感器固定在指環(huán)上，光電傳感器的電源輸入端通過供電導線與ARM7 微處理器的電源端連接，光電傳感器的輸出端通過測量導線與ARM7微處理器的信號輸入端連接；語音合成輸出模塊由語音合成芯片、功率放大器和揚聲器組成，語音合成芯片的輸入端與ARM7微處理器的輸出端連接，語音合成芯片的輸出端通過功率放大器與揚聲器的輸入端連接。本實用新型的目的還可以通過以下技術方案達到實現本實用新型的一種實施方案是所述光電傳感器可以設置有兩套相同的傳感電路，用于測量手指兩個關節(jié)的彎曲。實現本實用新型的一種實施方案是所述傳感電路的發(fā)射輸出端可以由電源、LED 發(fā)光二極管和限流電阻構成，接收輸入端可以由PD光電管和下拉電阻構成。實現本實用新型的一種實施方案是所述帶A/D的ARM7微處理器可以設有3. 3V 供電電源；支持3. 3V電壓工作的OLED顯示屏以及兩個用于設定工作模式的按鍵。本實用新型具體如下突出的有益效果1、本實用新型使用LED發(fā)光二極管作光源，通過類似光纖一類的傳輸介質進行光傳輸，在介質的另一端放置PD光電管測量信號的強度來檢測手指彎曲，容易獲取手指關節(jié)角度和位置的信息。2、本實用新型結構簡單，成本低廉，便于隨身攜帶，能給語言障礙者和正常人之間提供一種交流的橋梁，有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學習和工作條件。

圖1為本發(fā)明光反射式移動手語識別系統的結構框圖；圖2為本發(fā)明數據手套結構示意圖；圖3為本發(fā)明光電傳感器的電路圖；圖4為本發(fā)明ARM7微控制器系統的電路圖；圖5為本發(fā)明語音合成輸出模塊的電路圖。其中，1-數據手套，2-ARM7微處理器，3_語音合成輸出模塊。
具體實施方式
具體實施例1 [0022]圖1、圖2、圖3、圖4和圖5構成本發(fā)明的具體實施例1。參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，本實施例包括手指彎曲數據手套1、帶A/D的ARM7 微處理器2和語音合成輸出模塊3 ；手指彎曲數據手套1由指環(huán)1-1、光電傳感器1-2、供電導線1-3和測量導線1-4組成；光電傳感器1-2固定在指環(huán)1-1上，光電傳感器1-2的電源輸入端通過供電導線1-3與ARM7微處理器2的電源端連接，光電傳感器1-2的輸出端通過測量導線1-4與ARM7微處理器2的信號輸入端連接；語音合成輸出模塊3由語音合成芯片 3-1、功率放大器3-2和揚聲器3-3組成，語音合成芯片3-1的輸入端與ARM7微處理器2的輸出端連接，語音合成芯片3-1的輸出端通過功率放大器3-2與揚聲器3-3的輸入端連接。本實施例中，所述光電傳感器1-2采用SPI-315反射式紅外傳感器，設置有兩套相同結構的傳感電路，用于測量手指兩個關節(jié)的彎曲，所述傳感電路的發(fā)射輸出端由電源、 LED發(fā)光二極管和限流電阻構成，接收輸入端由PD光電管和下拉電阻構成；所述ARM7微處理器2系統由帶多路12位ADC的STM32F103處理器最小系統構成，采用3. 3V供電電源、 支持3. 3V電壓工作的OLED顯示屏以及兩個用于設定工作模式的按鍵；所述語音合成芯片 3-1 采用 XFS3031CN 芯片。本實施例的工作原理如下首先，將數據手套1上的指環(huán)1-1分別套在拇指、食指、 中指、無名指和尾指的第二節(jié)上；然后，固定在指環(huán)1-1上的光電傳感器1-2開始測量手指的彎曲程度，LED發(fā)光二極管發(fā)出的光經手指反射后被PD光電管接收，手指彎曲程度的不同，PD光電管接收的光強也隨之改變，當手指完全伸直時，PD光電管接收的反射光強最弱，接收管不導通，輸出電壓為0 ；當手指完全彎曲時，PD光電管接收的反射光強最強，輸出電壓最大；接著，光電傳感器1-2根據所測量的手指彎曲的結果通過輸出信號Ml、M2送到 ARM7微處理器2中進行模數轉換；最后，ARM7微處理器2將識別結果的漢字數據通過串口發(fā)送給語音合成芯片3-1，再經由功率放大器3-2推動，在揚聲器3-3輸出。 本實用新型使得用戶可以按照漢語手指語字母表中的手勢以拼音輸入方式拼寫字詞，微處理器系統負責采集手指彎曲采集模塊輸出的手指彎曲信息，并根據識別算法分析手語內容，最后將分析結果送語音合成輸出模塊輸出，結構簡單，成本低廉，便于隨身攜帶，能給語言障礙者和正常人之間提供一種交流的橋梁，有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學習和工作條件。
權利要求1.光反射式移動手語識別系統，其特征是包括手指彎曲數據手套(1)、帶A/D的ARM7 微處理器(2)和語音合成輸出模塊(3)；手指彎曲數據手套(1)由指環(huán)(1-1)、光電傳感器 (1-2)、供電導線(1-3)和測量導線(1-4)組成；光電傳感器(1-2)固定在指環(huán)(1-1)上，光電傳感器(1-2)的電源輸入端通過供電導線(1-3)與ARM7微處理器(2)的電源端連接，光電傳感器(1-2)的輸出端通過測量導線(1-4)與ARM7微處理器(2)的信號輸入端連接；語音合成輸出模塊(3)由語音合成芯片(3-1)、功率放大器(3-2)和揚聲器(3-3)組成，語音合成芯片(3-1)的輸入端與ARM7微處理器⑵的輸出端連接，語音合成芯片(3-1)的輸出端通過功率放大器(3-2)與揚聲器(3-3)的輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的光反射式移動手語識別系統，其特征是所述光電傳感器 (1-2)設有兩套相同結構的傳感電路，用于測量手指兩個關節(jié)的彎曲。
3.根據權利要求2所述的光反射式移動手語識別系統，其特征是所述傳感電路的發(fā)射輸出端由電源、LED發(fā)光二極管和限流電阻構成，接收輸入端由PD光電管和下拉電阻構成。
4.根據權利要求1或2所述的光反射式移動手語識別系統，其特征是所述帶A/D的 ARM7微處理器(2)設有3. 3V供電電源。
專利摘要本實用新型公開光反射式移動手語識別系統，其特征是包括手指彎曲數據手套(1)、ARM7微處理器(2)和語音合成輸出模塊(3)；手指彎曲數據手套(1)的光電傳感器(1-2)的電源輸入端通過供電導線(1-3)與ARM7微處理器(2)的電源端連接、其輸出端通過測量導線(1-4)與ARM7微處理器(2)的信號輸入端連接；語音合成輸出模塊(3)由語音合成芯片(3-1)、功率放大器(3-2)和揚聲器(3-3)組成，語音合成芯片(3-1)的輸入端與ARM7微處理器(2)的輸出端連接、其輸出端通過功率放大器(3-2)與揚聲器(3-3)的輸入端連接。本實用新型結構簡單、成本低廉，便于隨身攜帶，有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學習和工作條件。
文檔編號G09B21/04GK201936249SQ20102068382
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者趙劍橋 申請人:趙劍橋